• На главную
  • Главная
  • Численность населения мира
  • Экологические проблемы городов мира
  • Демографическая ситуация в мире

Все разделы

  • Главная
  • Численность населения мира и ее динамика
  • Ресурсы Мирового Океана
  • Основные экологические проблемы городов мира
  • Минеральные ресурсы России
  • Демографическая ситуация в мире на современном этапе
  • Экономико-географическая характеристика
  • Экономическая география

О надежности валов УЭЦН и выборе материалов для их изготовления

Анализ нескольких поломок валов с использованием разработанной методики показывает, что вал диаметром 17 мм из стали 03Х14Н7В, имеющей предел текучести при растяжении 850 Н/мм2, по величине касательных напряжений, возникающих при установившемся режиме, в УЭЦН на глубине 2000 м работает почти на пределе выносливости с коэффициентом запаса прочности не более 3 %. Импульсные перегрузки крутящего момента, связанные с пуском насоса, вал выдерживает по основному диаметру с коэффициентом запаса прочности по сравнению с допускаемым напряжением 0,9 тт не более 15 % и практически не выдерживает, если учитывать концентрацию напряжений в концевых шлицах. При небольшой импульсной перегрузке по сравнению с пределом текучести при кручении начинается пластическая деформация шлицев (скручивание) с дальнейшим выходом вала из строя. Таким образом, общепринятая методика расчета вала не соответствует условиям эксплуатации. Использование предлагаемой методики позволяет сделать вывод о правильности выбранного диаметра и материала вала, а также об их соответствии условиям эксплуатации. Увеличивать диаметр вала для снижения касательных напряжений от усталостного нагружения или импульсных перегрузок нерационально. Однако можно использовать для вала более прочную при кручении и усталостном нагружении коррозионно-стойкую сталь.

В настоящее время наиболее надежны и перспективны для валов УЭЦН нержавеющие высокопрочные стали мартенситно-аустенитного класса с высокой вязкостью разрушения и потенциальной способностью к упрочнению благодаря выделению дисперсных частиц, имеющие предел текучести при растяжении 1,15 - 1,50 кН/мм2 и ударная вязкость KCU+2O°C не менее 0,07 кН-м/см2. Мартенситно-аустенитная структура стали соответствует наибольшей вязкости и прочности, так как пластины мартенсита в стали с содержанием углерода менее 0,03 % окружены тонкими прослойками вязкого аустенита, задерживающего развитие зародышевых трещин. Мартенситная структура, особенно с выделениями дисперсных частиц интерметаллидных или избыточных фаз при термообработке стали, обусловливает ее высокую прочность. Такую структуру с различным соотношением мартенсита и аустенита, а также разными элементами для упрочнения мартенсита имеют стали серии ХМ американского стандарта ASTM, в частности сталь ХМ-12, по стоимости соответствующая стали 03Х14Н7В. Сравнительные данные о свойствах сталей 03Х14Н7В и ХМ-12 приведены на рисунке.

Предел текучести при растяжении стали ХМ-12 в зависимости от режима термообработки и ее химического состава в пределах марочного может составлять 1,15-1,30 кН/мм2, т.е. на 40-60 % выше, чем стали 03Х14Н7В, при ударной вязкости 0,08-0,12 кН-м/см2. При кручении предел выносливости и предел текучести при кручении соответственно на 30 и 38 % выше, чем у стали 03Х14Н7В.

Более чем двухлетние поставки валов из стали ХМ-12 в ОАО «НК «Роснефть» - Пурнефтегаз», ОАО «Ноябрьскнефтегаз» и ЗАО «Новомет - Пермь» показали высокую надежность работы погружных насосов с этими валами. Валы из стали ХМ-12 были установлены также на разработанной коллективом ОАО «НК «Роснефть» - Пурнефтегаз» сдвоенной модульной секции с функциями гидрозащиты и газосепаратора МС-ПГ-53 (патенты РФ №23908,44729, 2221322), производство которой освоено ООО «Каури» по лицензионному договору на использование изобретения. Модульная секция адаптирована к насосам американской фирмы «Центрилифт» и отечественным насосам, собрана на одном валу, что исключает фланцевое соединение и передачу вращения шлицевой муфтой. Исключение из конструкции системы этих двух факторов уменьшает вибрацию, передаваемую от узла газосепаратора к насосу. Использование стали ХМ-12 в качестве материала вала модульной секции повышает ее надежность в эксплуатации.

Таким образом, разработанная методика позволяет выбрать материал для изготовления вала, соответствующий условиям эксплуатации, и более точно определить его допустимый диаметр в любом сечении без введения необоснованных запасов прочности. В результате могут быть повышены срок службы вала, надежность работы насоса и его к.п.д. Приоритет методики установлен заявкой на получение патента РФ.

Перейти на страницу: 1 2 

Другие материалы

США современный уровень социально-экономического развития. Характеристика современного состояния, анализ причин, перспективы развития
Современные США представляют собой достаточно интересный объект исследований для экономистов всего мира. Страна, сумевшая за сравнительно небольшой промежуток времени стать мировым экономическим лидером, не может не вызывать интерес. ...

Центры нефтедобычи шельфов Северо-Запада Европы
Континентальный шельф Северо-Западной Европы, включающий Северное, Норвежское, Ирландское моря и северо-восточную Атлантику - регион с более чем тридцатилетней историей нефтедобычи. Наиболее освоен шельф Северного моря, в пределах которого ...

©2025 | www.mental-geo.ru